핵심 해설
이 문제는 세포막을 통한 물질 이동 방식 중
능동수송(Active transport)의 개념을 정확히 이해하고 있는지 묻고 있어요.
핵심! 능동수송은 물질이 세포막을 통과할 때
농도 기울기에 역행하여 이동하며, 이 과정에서 반드시
에너지(ATP)를 소모하는 것이 가장 큰 특징이에요.
핵심 개념 분석 (Key Concept):
나트륨-칼륨 펌프(Na⁺/K⁺ pump)는 세포의 안팎 이온 농도 차이를 유지하기 위해 ATP를 사용하는 1차 능동수송의 대표적인 예시예요. 이 펌프는 ATP 하나를 분해하여 3개의 Na⁺를 세포 밖으로, 2개의 K⁺를 세포 안으로 이동시키며, 이를 통해 세포의 부피 유지와 신경 신호 전달에 필수적인 막전위를 형성해요.
정답 근거 (Answer Rationale): ②번 선택지 '나트륨-칼륨 펌프를 통한 이온 이동'은 ATP가 없으면 작동하지 않아요. 이 펌프가 바로 에너지를 직접 사용하는 능동수송의 전형적인 예이기 때문에 정답이에요.
오답 분석 (Distractor Analysis):
혼동 주의! ①번 삼투(Osmosis)는 에너지를 사용하지 않고 반투과성 막을 통해 물이 이동하는 수동적 현상이에요. ATP를 전혀 사용하지 않아요.
혼동 주의! ③번과 ④번은 확산(Diffusion)의 일종이에요. 이산화탄소와 같은 작은 비극성 분자는 단순확산으로, 포도당 같은 큰 분자는 운반 단백질을 이용한 촉진확산으로 이동하지만, 두 경우 모두 에너지를 소모하지 않는 수동수송이에요.
혼동 주의! ⑤번 백혈구의 이동은 세포 자체가 위족을 내어 이동하는 아메바 운동 또는 혈관 밖으로 나가는 투과(Diapedesis) 현상으로, 세포 이동(Cell migration)이지 막을 통한 물질 수송 기전과는 구분되어야 해요.
연관개념정리 (Related Concepts): 임상에서 포도당 수액을 맞을 때, 포도당이 세포 안으로 들어가는 과정을 생각해 보세요. 이차 능동수송의 일종인 나트륨-포도당 공동수송체(SGLT)가 사용되며, 이는 1차 능동수송으로 만들어진 나트륨 농도 기울기를 이용하는 방식이에요. 능동수송의 기전을 이해하면 이런 약리학적 원리도 쉽게 파악할 수 있어요.
개념 정리
| 구분 | 에너지(ATP) 사용 | 농도 기울기 방향 | 대표 예시 |
|---|
| 능동수송 (Active transport) | O | 역행 (낮은 농도 → 높은 농도) | 나트륨-칼륨 펌프, 세포내이입 |
| 수동수송 (Passive transport) | X | 순행 (높은 농도 → 낮은 농도) | 단순확산, 삼투, 촉진확산 |
한눈에 비교!
| 현상 | 수송 분류 | 에너지 | 주요 물질 |
|---|
| 나트륨-칼륨 펌프 | 1차 능동수송 | ATP 직접 사용 | Na⁺, K⁺ |
| 포도당 확산 | 촉진확산 (수동수송) | 사용 안 함 | 포도당 |
| 이산화탄소 이동 | 단순확산 (수동수송) | 사용 안 함 | CO₂, O₂ |
| 물의 이동 | 삼투 (수동수송) | 사용 안 함 | H₂O |
암기 팁
능동수송은 '돈(ATP)을 내고 역주행(농도 역행)한다'고 기억하세요!
나트륨-칼륨 펌프는 세포가 생명 유지를 위해 반드시 필요하므로 ATP 에너지를 가장 많이 소모하는 기관 중 하나예요. '3나트륨 밖으로, 2칼륨 안으로(3Na⁺ Out, 2K⁺ In)'라는 숫자도 함께 외워두세요.
국시 빈출 포인트
구강조직발생학 및 일반 생리학 파트에서 능동수송과 수동수송을 비교하는 문제는 매년 빠지지 않고 출제돼요. 특히 나트륨-칼륨 펌프의 작동 기전과 생체 내 역할(막전위 유지, 세포 부피 조절)은 핵심 중의 핵심이므로 반드시 숙지해야 해요.
기출 변형 주의!
'능동수송의 예가 아닌 것은?'이라는 질문으로도 자주 출제되므로, 각 수송 방식의 명확한 정의와 예시를 짝지어 공부해야 해요. 또한 '이차 능동수송'의 예시(나트륨-포도당 공동수송 등)도 함께 물어볼 수 있으니 주의하세요.